高压旋喷灌浆加固防渗墙及其检测新技术

高压旋喷灌浆加固防渗墙及其检测新技术
摘要：高压旋喷灌浆法施工机具设备简单，施工简便，具有较好的耐久性，且噪声小，无污染。

因此在堤防防渗加固工程得到广泛的应用。

本文结合洞头状元南片南湾段防渗加固工程，通过现场取芯和现场渗透（微水）试验对加固效果进行检测评价，推广现场渗透（微水）试验在防渗加固检测中的应用，为评价类似高压旋喷灌浆防渗墙加固效果提供参考。

关键字：高压旋喷灌浆；防渗；微水试验；
引言
高压旋喷灌浆技术是使浆液在很高的压力下通过注浆管，从喷嘴高压射出，注入地基，在射流的冲击、切削、搅拌作用下，浆液与原地基混为一体，对地基产生挤压、渗透作用，使旋喷桩及其周围土体的密实度和承载能力得到提高。

由于高压旋喷灌浆技术有可灌性好、连接可靠以及适用地层广深度大等特点，在一些防渗工程中得到了广泛的应用，而其以往的检测方法往往用时长，费用高且不便于野外操作。

本文采用现场渗透（微水）试验对高压旋喷灌浆防渗墙进行检测。

用现场渗透（微水）试验确定防渗墙的渗透系数是一种易于在野外操作的简便方法，结合洞头状元南片南湾段防渗加固工程防渗检测工程，进行了具体分析，为现场渗透（微水）试验在类似防渗加固工程检测中的推广应用提供参考。

1 工程概况
洞头状元南片南湾段防渗加固工程位于温州市洞头区元觉街道，该工程为海西湖大堤防渗加固工程的一部分，加固总长度为1.58Km。

防渗体位于驳岸后方，距离驳岸1.5m布置。

由于该段驳岸后方即为3m人行道，防渗体即在人行道范围内，场地空间较为狭窄。

1.1 工程地质条件
本工程位于温州市洞头区围垦造地区，地貌类型是吹填土堆积的平原。

场地土层自上而下可划分为3层，如表1所示。

1.2 高压旋喷灌浆主要参数设计
根据目前国内有关资料，综合实践经验，旋喷施工工艺技术主要参数确定为：浆液喷射压力30MPa；气体压力0.7MPa；浆液比重1.5g/cm3～1.45g/cm3；进浆量50~200L/min；提升速度5～15cm/min；旋转速度20r/min；喷嘴直径2.0~3.2mm；钻杆垂直度≤0.7%；孔距
=0.8m（±0.05m）；成桩直径≥0.8m。

视现场灌浆试验做适当的调整。

表1 土层分布及特征
土层土层特征
杂填土结构松散，上部有混凝土覆盖，夹碎石、沙砾，主要成分粘性土。

厚度：2.20-3.80m；
重粉质壤土灰黄色，可塑状态，切口光泽，干强度高，韧性高，含铁锰氧化物及钙质结核。

厚度：2.80-3.90m；
中粉质壤土灰黄色，可塑状态，切口稍光泽，干强度中等，韧性中等，夹粉土薄层。

厚度：2.20-4.20m；
2 高压旋喷防渗墙施工工艺
高压旋喷灌浆法建造防渗墙采用的施工工艺如图1 所示：
图1 高压旋喷施工工艺
3 施工质量检测
3.1 桩体钻孔取芯
在已旋喷好的防渗墙中钻取岩芯来观察判断其固结整体性，并将所取岩芯做成标准试件
进行检测。

取芯时宜在高压喷射注浆结束28 天后进行，保证桩体有一定强度及完整性。

本次钻孔抽芯检测采用重庆探矿机械厂生产的GX-100型钻机，钻头口径为108 mm，采用单动单
管金刚石钻头清水回旋钻进，取芯率在95％以上。

取出的桩体芯样呈灰褐色，水泥搅拌均匀，水泥含量高味浓，没有泥土夹杂现象，钻进过程连续平稳，孔口返水正常，说明防渗墙墙体
下部胶结良好，高喷防渗墙连续而没有断桩现象，满足设计要求。

3.2 现场渗透（微水）试验
3.2.1 计算模型选择
比较成熟的微水试验模型主要有Hvorslev模型、Bouwer-Rice模型、Springer-Gelhar模型
和Butler模型。

试验区为潜水含水层，故计算模型选为主要应用潜水含水层的Bouwer and Rice潜水井模型[6]是应用最广的潜水完整井冲击试验计算模型之一，最初是基于均质含水层
建立的，Zlotnik 于1994 年将Bouwer and Rice 模型推广到非均质含水层。

基本假设为：1）不
考虑含水层弹性释水的影响；2）假设试验过程中含水层厚度不变。

根据测井水位变化、恢
复时间、试验钻孔相关参数与含水层渗透系数关系建立模型，并进一步简化为：
3.2.2 现场渗透（微水）试验过程
微水试验主要分五步：
（1）将水压传感器放入井孔一定深度；
（2）将水位扰动设备放入井孔，静待水位稳定；
（3）使用扰动设备瞬间改变井孔内水位；
（4）记录水位恢复数据；
3.2.3 微水试验成果分析
（5）最后应用相应计算模型求解水文地质参数：计算前先绘制曲线，此曲线的拟合线
是一条明显的直线，此直线段的斜率为k即为公式（3）的最后一项（），
即：（3）
采集得到的数据通过公式（3），结合曲线拟合斜率及相关试验参数即可求出土层渗透
系数。

图3 100段11号桩靠河水头响应曲线
4 结论
通过对洞头状元南片南湾段防渗加固工程堤围防渗墙工程试验段进行的抽芯检测和现场渗透（微水）试验，作出以下结论：
（1）高压旋喷灌浆法适用于狭小场地的堤坝防渗工程的施工，用该方法形成的防渗体能满足设计要求。

（2）首次采用微水试验法在现场试验中确定防渗墙的渗透系数。

微水试验方法操作简便，易于在野外现场开展，获得的渗透系数能满足工程要求，是一种值得推广的野外试验方法。